歼-20威龙战斗机,是我国解放军自主研发和制造的最新一代(第五代)隐形制空战斗机,能媲美美国的F35和F22猛禽等隐形战斗机,其采用双发动机设置,属于重型战斗机,具备强大的作战实力,被国际社会给予很高评价,也是目前我军服役的王牌战斗机之一,未来将担负中国空军对空、对海的主权维护任务。

尤其在歼-20实现量产后,更是让我国空军如虎添翼,补充和调整了空军战斗力,增加了整体的国防实力,使得解放军在维护国家主权方面更加有底气。歼-20量产的背后,是我国高科技军工制造业实现自主制造的底气。

我国能够对隐形战斗机实现量产,是解放军和科研人员的汗水换来的,显而易见也是十分不易的。要知道,美国作为现代战斗机的先进设计和缔造国,对涉及战斗机量产领域的技术和设备可谓是守口如瓶,其保密和垄断工作曾一度使我国研发过程进展缓慢。

实现量产歼-20最重要的环节之一,便是依靠一种先进的机械设备,它就是复合材料自动铺丝机床。

我们都知道,3D打印增材制造的出现,彻底变革了传统工业制造业。而长纤维增强复合材料自动铺放技术的出现,尤其自动铺丝技术的应用,才真正让3D打印长纤维增强战斗机机身成为现实。什么是自动铺丝成型技术?自动铺丝成型技术(AFP)是近年来发展最快、最有效的自动化成型制造技术之一。它是在纤维缠绕成型技术和自动铺带成型技术基础上发展起来的一种全自动制造技术。该技术利用高度自由化的自动铺丝机,由铺放头将数根预浸润纱在柔性压辊下集为一条宽度可变的预浸带(宽度变化由程序控制预浸纱根数作自动调整)后铺放在旋转芯模表面、加热软化预浸纱并压实定型,最后加热固化成型(对热塑性体系,可以在铺放过程中直接加热定型,甚至可以取消热固化)。这项技术极大提高了生产效率,降低了废品率和辅材消耗,其达到的铺丝均匀性不是手工铺丝可以比拟的。

在美国的垄断下,我国经过几代战斗机研究人的努力,攻克了该技术研发难题后,把技术和生产的主动性抓到手,并且又在此基础上突破了碳纤维材料的应用,结合自动铺丝设备,让质量水平再上一个台阶。碳纤维作为一种强度高又超轻、化学耐受性较好的材料,在航空航天领域和工业领域都非常受欢迎。

早年间,我国的碳纤维材料领域处于一种“看人脸色”的困境,碳纤维市场被美日等国家垄断,即使它们愿意出口国内,也不允许我国用于军工领域。而国产碳纤维多为低质或者民用碳纤维。不过,随着总体国力的提升,我国自主研发的碳纤维已填补了工业、军用和民用等领域的空白,不再依赖美日等。这也恰恰说明了,歼-20为何在首飞多年后才开始列阵人民空军。

歼-20机身所铺设的碳纤维复合材料,比例竟然能达到25%!战斗机大量铺设碳纤维复合材料,极大减轻了机身重量,提高了战斗机的灵活性和续航能力,极大减少了燃油损耗;而战斗机的整体强韧度不受影响,甚至比钢铁建造的战斗机更加耐变形抗拉力和抗冲击。

可以说,高端的铺丝技术是各个国家在军用(甚至民用)航空领域争相“竞赛”的利器,也是名副其实的“国之重器”,具有极高的科研价格和战略价值。而歼-20量产的背后有着太多的汗水和技术突破,也正是有了这些技术突破,歼-20才能够实现量产,走向世界。

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